20170727-东兴证券-人工智能芯片行业深度报告：谁会成为下一个ARM，FPGA大有可为_20页_1mb

人工智能芯片行业深度报告：谁会成为下一个ARM？

核心内容

本报告聚焦人工智能芯片行业的发展趋势与投资机会，重点分析了FPGA在人工智能时代的潜力及投资价值，认为FPGA可能成为新一代计算芯片平台的代表，类似于ARM在智能手机时代的崛起。

主要观点

• 人工智能时代呼唤新计算平台：传统X86架构芯片难以满足人工智能对计算能力的指数级需求，未来谁掌握新一代计算平台，谁就可能获得巨大市场红利。
• 人工智能应用主战场在推理环节：尽管GPU在训练环节占据主导地位，但推理环节才是未来应用爆发的主战场，市场潜力巨大。
• FPGA具备独特优势：FPGA具有动态可重配、高能效比的特点，非常适合在云端数据中心部署。其性能功耗比显著优于GPU，且可适应算法快速迭代的趋势。
• FPGA行业呈现双寡头格局：目前全球FPGA市场主要由Xilinx和Altera两家公司主导，合计市场份额超过88%。国内仅有紫光国芯具备FPGA生产能力。
• FPGA受益于NRE成本上升：随着芯片制程工艺提升，芯片NRE（非重复工程）费用呈指数级增长，使得ASIC难以实现规模经济，FPGA则因其成本分摊优势而更具竞争力。

关键信息

1. 技术特点对比

2. FPGA市场现状

• 全球FPGA市场规模约为50亿美元。
• 赛灵思（Xilinx）与阿尔特拉（Altera）占据主要市场份额，分别为49%与39%。
• 国内仅有紫光国芯（002049.SZ）能够量产FPGA芯片。

3. FPGA在云端数据中心的应用

• 全球七大超级数据中心（IBM、Facebook、微软、AWS、BAT等）已采用FPGA服务器。
• FPGA在推理环节中表现优异，尤其在实时数据处理、低延迟应用方面具有优势。

4. 案例分析：深鉴科技与ESE框架

• 深鉴科技通过模型压缩技术将LSTM模型压缩20倍，并在FPGA上部署ESE框架，显著提升能量效率。
• ESE框架在速度与能效方面优于CPU和GPU，分别达到43倍和40倍。

5. 投资建议

• 推荐标的：
  • 赛灵思（XLNX.O）：全球领先的FPGA厂商，市场份额超过50%，产品广泛应用于数据中心、通信、工业、汽车等领域。
  • 紫光国芯（002049.SZ）：国内唯一能够量产FPGA的上市公司，具备较强的稀缺性。
• 行业评级：看好（相对强于市场基准指数收益率5%以上）。

6. 风险提示

• 人工智能应用发展不及预期；
• 技术路线竞争激烈，未来不确定性较高。

行业发展趋势

• 随着算法快速迭代，FPGA在推理环节中的灵活性和可重配性使其更具优势。
• 随着NRE费用指数级上升，FPGA的规模效应将更加明显，未来有望替代部分ASIC芯片。

结论

FPGA在人工智能时代具有巨大的发展潜力，尤其是在推理环节和云端数据中心的应用场景中。随着技术进步和市场需求的增加，FPGA可能成为新一代计算平台的代表，成为下一个“ARM”。赛灵思和紫光国芯作为FPGA领域的代表企业，具备较高的投资价值。